JPH1014110A - 自動力率調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回線力率の改善調整を良好に行うとともに、
自動電圧調整装置への干渉をなくす。 【解決手段】 自動電圧調整装置ＡＶＲが接続された配
電線Ｆの送り出し側で、送り出し電圧及び送り出し電流
を計測装置１により測定する。計測装置１の計測値に基
づいて制御装置２で無効電流を算出する。算出された無
効電流を少なくするように、誘導負荷Ｌ側に設けた複数
のコンデンサＣ1 ，Ｃ2 を配電線Ｆに対して接続または
切り離すように、制御装置２が遠隔制御指令を出力して
制御し、力率を調整する。制御装置２は、複数のコンデ
ンサＣ1 ，Ｃ2 を配電線Ｆにほぼ同時に接続することな
く、予め定めた間隔をあけて複数のコンデンサを１台ず
つ順次配電線に接続しまた１台ずつ順次配電線から切り
離すように制御指令を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、負荷系統の無効電
流を少なくするようにして、力率を改善調整する自動力
率調整装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大きな誘導負荷を備えた工場や農場等の
大口需要家では、回線力率が低下するので、力率の遅れ
を改善する目的で、配電線の負荷側でコンデンサを接続
している。誘導負荷が配電線から切り離された場合で
も、コンデンサを常時配電線に接続していると、本来コ
ンデンサの接続が不要であるにもかかわらず、コンデン
サが接続されている状態が作られて、軽負荷時に負荷側
の電圧が上昇するフェランチ現象が発生する。

【０００３】そこで、負荷側で力率または無効電力を計
測して、コンデンサを配電線に接離することにより負荷
側で力率を調整する装置が提案された。また配電線の電
力の送り出し側で力率を計測し、負荷側に設けたコンデ
ンサを遠隔制御により配電線に接離する自動力率調整装
置も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動電
圧調整装置が配置された配電線に複数のコンデンサを接
離する場合に、複数のコンデンサを同時に接続したり同
時に切り離すと、コンデンサを接続した際に発生する電
圧の変動に自動電圧調整装置が追従して、頻繁にタップ
切換動作をし、切換回数が増大することが分かった。ま
た、複数のコンデンサの合計の補償電圧が大きすぎる
と、これを打ち消すように自動電圧調整装置がタップ切
換動作を完了するまでの間、負荷側の供給電圧が高く、
または低くなり過ぎて、需要家の機器に過電圧または不
足電圧による影響を及ぼすことが分かった。

【０００５】本発明の目的は、自動電圧調整装置が接続
されている配電線の力率調整を行う場合に、自動電圧調
整装置と協調して動作することのできる自動力率調整装
置を提供することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、自動電圧調整装置が
接続されている配電線の力率調整を行う場合に、配電線
にコンデンサを接続または切り離す際に、負荷側に大き
な電圧上昇または電圧降下が発生しないようにすること
のできる自動力率調整装置を提供することにある。

【０００７】本発明の更に他の目的は、自動電圧調整装
置が接続されている配電線の力率調整を行う場合に、自
動電圧調整装置が頻繁にタップ切換動作をしないように
することのできる自動力率調整装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明が改良の対象とす
る自動力率調整装置は、自動電圧調整装置が配置された
配電線の負荷側にそれぞれ開閉器を介して接続される複
数のコンデンサと、複数のコンデンサに設けられる複数
の開閉器を駆動制御する開閉器駆動制御装置と、配電線
を流れる無効電流を検出して、無効電流を少なくするよ
うに複数のコンデンサを配電線に接続するかまたは配電
線から切り離す制御指令を開閉器駆動制御装置に出力す
る制御指令発生装置とを具備している。

【０００９】本発明では、制御指令発生装置を、無効電
流が複数のコンデンサの接続により得られる補償電流よ
りも大きな場合でも、複数のコンデンサを配電線にほぼ
同時に接続することなく、負荷の変動幅を考慮して予め
定めた間隔をあけて複数のコンデンサを１台ずつ順次配
電線に接続しまた１台ずつ順次前記配電線から切り離す
ように制御指令を出力するように構成する。このように
すると、負荷の変動が激しい配電線路における自動電圧
調整装置の動作と、自動力率調整装置による力率調整が
干渉して自動電圧調整装置が頻繁に電圧切り換え動作を
するのを抑制できる。これは複数のコンデンサを配電線
に同時に接続したり、または配電線から同時に切り離し
たときの、配電線の電圧上昇または電圧下降を自動電圧
調整装置が検出し、この電圧の上昇または下降を調整す
るように自動電圧調整装置が動作するからである。本発
明のように、負荷の変動幅を考慮して予め定めた間隔を
あけて複数のコンデンサを１台ずつ順次配電線に接続し
たり切り離すと、その際に発生する電圧の変動で自動電
圧調整装置が頻繁に動作するのを抑制できる。

【００１０】なお複数のコンデンサの各容量は、コンデ
ンサ１台の接続により得られる補償電圧が自動電圧調整
装置の補償電圧よりも小さくなる値とするのが好まし
い。このようにすると１つのコンデンサが接続または切
り離されたときの負荷側の電圧上昇または電圧降下が小
さいために、需要家の機器に過電圧または不足電圧によ
る影響を及ぼすことが防止できる。

【００１１】また複数のコンデンサを予め定めた間隔を
あけて接続する場合の間隔を、自動電圧調整装置の動作
時間よりも長くするのが好ましい。これは１つのコンデ
ンサが接離された際の電圧変動幅が、自動電圧調整装置
の動作電圧よりも小さい場合でも、２以上のコンデンサ
が自動電圧調整装置の動作時間内で接離されると、トー
タルの電圧変動幅が電圧調整装置の補償電圧すなわち動
作電圧よりも大きくなることがあるからである。

【００１２】なお無効電流の検出は、負荷側で行っても
よく、また電力の送り出し側で行ってもよい。負荷側で
無効電流を計測または検出する場合には、制御指令発生
装置は開閉器駆動制御装置と一緒に配置される。無効電
流を電力の送り出し側で検出する場合には、制御指令発
生装置は電力の送り出し側に配置され、開閉器駆動制御
装置は遠隔で制御される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１を参照して
詳細に説明する。図１において、ＳＳは電力供給源であ
る変電所、Ｆは配電線、ＡＶＲはこの配電線Ｆに配置さ
れた自動電圧調整装置、Ｒは負荷である。Ｃ1 ，Ｃ2 は
それぞれ力率改善用コンデンサ、Ｓ1，Ｓ2 はそれぞれ
開閉器で、それぞれが直列接続されて、配電線Ｆの負荷
側に並列接続されている。なお、図１にはコンデンサを
２個示したが、実際には、力率の調整度合に応じて２個
以上の複数個のコンデンサが用意される。これらのコン
デンサＣ1 及びＣ2 としては、コンデンサ１台の接続に
より得られる補償電圧が自動電圧調整装置ＡＶＲの補償
電圧よりも小さくなるような容量を有するものが用いら
れている。各コンデンサの容量をこのように定めると、
１台のコンデンサを配電線に接続した場合及び配電線か
ら切り離した場合に発生する負荷側の電圧変動が小さく
なるために、需要家の機器に電圧変動による影響を及ぼ
すことがなくなる。

【００１４】ＣＴは配電線Ｆの送り出し側に設置された
電流変成器であり、ＰＴは電圧変成器である。１はこれ
らの変成器からの電圧及び電流の計測値に基づいて、配
電線Ｆの送り出し電圧及び送り出し電流を測定する計測
装置である。

【００１５】２はこの計測装置の計測値に基づいて無効
電流を演算して無効電流を少なくするように、複数のコ
ンデンサＣ1 ，Ｃ2 を配電線Ｆに接続するかまたは配電
線Ｆから切り離す遠隔制御指令を出力する制御装置であ
る。３はこの制御指令に基づいて遠制ケーブルＰＣに制
御信号を出力する通信端末である。ブロックＡは制御指
令発生装置または制御親局を構成している。ここで制御
装置２は、コンピュータを演算手段として内蔵して構成
されており、必要な制御指令は予め入力してあるソフト
ウエアを実行して出力される。

【００１６】本実施例の制御装置２は、無効電流が複数
のコンデンサＣ1 及びＣ2 の接続により得られる補償電
流よりも大きな場合でも、複数のコンデンサＣ1 及びＣ
2 を配電線Ｆにほぼ同時に接続せずに、負荷の変動幅を
考慮して予め定めた間隔をあけて複数のコンデンサＣ1
及びＣ2 を１台ずつ順次配電線Ｆに接続しまた１台ずつ
順次配電線Ｆから切り離す制御指令を出力するように構
成されている。具体的には、制御装置２の演算手段を構
成するコンピュータを動作させるためのソフトウエア
を、このような制御を実行するように作成することにな
る。例えば、配電線の遅れの無効電流が、コンデンサ１
台分の進みの補償電流を越えたときにまずコンデンサを
１台接続し、更に、補償する必要があれば予め定めた間
隔をあけてコンデンサを順次追加接続する。この予め定
めた間隔は、自動電圧調整装置ＡＶＲの動作時間（例え
ば４５〜６０秒）よりも長く設定する。具体的には、こ
の予め定めた間隔（時間間隔）を５〜１０分程度にして
いる。

【００１７】４ａ，４ｂは制御親局Ａから遠制ケーブル
ＰＣを介して送信される制御信号を受けて動作して、コ
ンデンサＣ1 ，Ｃ2 と配電線Ｆとの間に直列接続された
開閉器Ｓ1 ，Ｓ2 を開閉駆動制御する開閉器駆動制御装
置または制御子局である。上記の通信端末３及び制御子
局４ａ，４ｂにより遠隔制御装置が構成されている。

【００１８】次に本実施例の装置の動作を説明する。先
ず、自動電圧調整装置ＡＶＲの作用について述べる。こ
の自動電圧調整装置ＡＶＲは、負荷Ｒの大幅な変動によ
る負荷側への供給電圧の変動を、自動的に補償する作用
をする。具体的には、変圧器の１次巻線のタップ切換に
より段階的に出力電圧を増減させるようになっている。
この自動電圧調整装置ＡＶＲは、負荷Ｒへの供給電圧の
変動幅が所定の補償電圧以上になる時間が予め定めた所
定の動作時間（４５〜６０秒）続いた場合にタップ切換
動作するように構成されている。

【００１９】今、負荷に大きな誘導負荷Ｌが加わったと
仮定すると、配電線Ｆの回線力率の遅れは大きくなると
ともに供給電圧が低下してくる。この配電線Ｆの送り出
し電圧及び送り出し電流の変化は計測装置１により計測
される。そして、この計測値に基づいて制御装置２が無
効電流を演算した結果、遅れ側の無効電流が大きい場合
は少なくするように複数のコンデンサＣ1 ，Ｃ2 を配電
線Ｆに接続する制御指令を出力する。

【００２０】制御装置２は、検出した無効電流が複数の
コンデンサＣ1 及びＣ2 の接続により得られる補償電流
よりも大きな場合でも、複数のコンデンサＣ1 及びＣ2
を配電線Ｆにほぼ同時に接続することはない。この制御
装置２は、誘導負荷Ｌの変動幅を考慮して予め定めた間
隔（５〜１０分間隔）をあけて複数のコンデンサＣ1及
びＣ2 を１台ずつ順次配電線Ｆに接続しまた１台ずつ順
次配電線Ｆから切り離すように制御指令を出力する。ま
ず１台のコンデンサを接続し、その後予め定めた時間経
過してもなお配電線の遅れの無効電流が、更にコンデン
サ１台分の進みの補償電流以上の遅れを有している場合
には、その時点で更に次のコンデンサを１台接続する。
それ以降、更に補償が必要であれば更に所定の間隔をあ
けてコンデンサを順次追加接続するように制御指令を出
力する。そして負荷の変動により、無効電流が小さくな
っていく場合にも、コンデンサは１台ずつ配電線から切
り離される。なおコンデンサを接続する際の間隔とコン
デンサを切り離す際の間隔を変えるようにしてもよいの
は勿論である。

【００２１】遠隔制御装置を構成する通信端末３は、上
記の制御指令に応じて遠制ケーブルＰＣに制御信号を出
力する。この制御信号により、先ず制御子局４ａが動作
して、開閉器Ｓ1 を閉じコンデンサＣ1 を配電線Ｆに接
続する。そして、所定の時間間隔をおいて制御子局４ｂ
が制御信号を受信して、開閉器Ｓ2 を閉じてコンデンサ
Ｃ2 を配電線Ｆに接続する。なお、コンデンサを２台以
上設けた場合は、更に１台ずつ上記のように所定の時間
間隔をおいて配電線Ｆに追加接続するようにする。

【００２２】上記のように回線力率を改善調整する場
合、複数のコンデンサを同時に配電線に接続せずに、所
定の間隔をおいて１台ずつ追加接続することにより、負
荷の変動が激しい配電線における自動電圧調整装置の動
作と、複数のコンデンサを配電線に接続する自動力率調
整装置の動作が干渉するのを有効に防止できる。即ち、
自動電圧調整装置が自動力率調整装置による電圧変動に
追従して動作する頻度が少なくなり、自動電圧調整装置
のタップ切換寿命の低下を抑制することができる。ま
た、自動力率調整装置により配電線に複数のコンデンサ
を接続または切り離す際に、負荷側に大きな電圧上昇ま
たは電圧降下が発生しないために、需要家の機器に過電
圧または不足電圧による影響を及ぼすことがない。

【００２３】コンデンサを配電線に接続した後に誘導負
荷Ｌが減少して無効電流が進み電流に変化した場合に
は、制御装置２は接続したコンデンサを配電線から切り
離す（開閉器を開く）制御指令を出力する。

【００２４】なお、本実施例では、制御子局を遠隔制御
する制御信号を遠制ケーブルＰＣを用いて送信している
が、この信号伝送は無線伝送にしてもよく、また配電線
搬送方式で伝送するようにしてもよい。

【００２５】上記実施例の自動力率調整装置によれば、
配電線の送り出し側の電圧・電流を計測して無効電流を
演算するので、配電線の無効電流を適確に計測すること
ができる。そして、この無効電流を少なくするように、
負荷側に設けた複数のコンデンサを配電線に対して接続
または切り離すように遠隔制御するので、回線力率の改
善調整を極めて良好に行うことができる。

【００２６】なお上記実施例では、無効電流を電力の送
り出し側で検出しているが、無効電流の検出を負荷側で
行ってもよい。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の本発明によれば、配電線の無
効電流が大きい場合でも、負荷の変動幅を考慮して複数
のコンデンサを配電線に同時に接続することなく、所定
の間隔において複数のコンデンサを１台ずつ接続または
切り離すように制御することにより、自動電圧調整装置
と自動力率調整装置とが干渉して、自動電圧調整装置が
頻繁に動作するのを防止できる。

【００２８】また請求項２の発明によれば、自動力率調
整装置の動作による配電線の負荷側の大きな電圧上昇ま
たは電圧降下に対して、自動電圧調整装置が追従するま
での間に需要家の機器に過電圧または不足電圧による影
響を及ぼすことがない。

【００２９】また請求項３の発明によれば、自動力率調
整装置に追従して自動電圧調整装置が動作する頻度をよ
り少なくすることができる。

【００３０】また請求項４の発明によれば、配電線の無
効電流を適確に計測することができて、しかも自動電圧
調整装置を頻繁に動作させることなく、複数のコンデン
サを配電線に適切に接続して、回線力率の調整を極めて
良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を説明する接続図である。

【符号の説明】 １ 計測装置 ２ 制御装置 ３ 通信端末 ４ａ，４ｂ 制御子局 Ａ 制御親局 Ｃ1 ，Ｃ2 コンデンサ Ｓ1 ，Ｓ2 開閉器 Ｆ 配電線 ＡＶＲ 自動電圧調整装置 ＰＣ 遠制ケーブル Ｌ 誘導負荷 Ｒ 負荷

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動電圧調整装置が配置された配電線の
   負荷側にそれぞれ開閉器を介して接続される複数のコン
   デンサと、 前記複数のコンデンサに設けられる複数の前記開閉器を
   駆動制御する開閉器駆動制御装置と、 前記配電線を流れる無効電流を検出して、前記無効電流
   を少なくするように前記複数のコンデンサを前記配電線
   に接続するかまたは前記配電線から切り離す制御指令を
   前記開閉器駆動制御装置に出力する制御指令発生装置と
   を具備してなる自動力率調整装置であって、 前記制御指令発生装置は、前記無効電流が複数のコンデ
   ンサの接続により得られる補償電流よりも大きな場合で
   も、前記複数のコンデンサを前記配電線にほぼ同時に接
   続することなく、前記負荷の変動幅を考慮して予め定め
   た間隔をあけて前記複数のコンデンサを１台ずつ順次前
   記配電線に接続しまた１台ずつ順次前記配電線から切り
   離す前記制御指令を出力することを特徴とする自動力率
   調整装置。
2. 【請求項２】 前記コンデンサの容量は、前記コンデン
   サの接続により得られる補償電圧が前記自動電圧調整装
   置の補償電圧よりも小さくなる値とした請求項１に記載
   の自動力率調整装置。
3. 【請求項３】 前記予め定めた間隔を前記自動電圧調整
   装置の動作時間よりも長くした請求項２に記載の自動力
   率調整装置。
4. 【請求項４】 前記自動電圧調整装置が配置された配電
   線の負荷側にそれぞれ開閉器を介して接続される複数の
   コンデンサと、 前記複数のコンデンサに設けられる前記開閉器を駆動制
   御する開閉器駆動制御装置と、 前記配電線への送り出し側で前記配電線への送り出し電
   圧及び送り出し電流を測定する計測装置を含み、前記計
   測装置の計測値に基づいて無効電流を演算し、前記無効
   電流を少なくするように前記複数のコンデンサを予め定
   めた間隔をあけて前記配電線に順次接続するかまたは前
   記配電線から順次切り離す制御指令を前記開閉器駆動制
   御装置に遠隔制御で出力する制御指令発生装置とを具備
   し、 前記予め定めた間隔は前記自動電圧調整装置の動作時間
   よりも長く、 しかも前記コンデンサの容量は前記コンデンサの接続に
   より得られる補償電圧が前記自動電圧調整装置の補償電
   圧よりも小さくなる値に設定されている自動力率調整装
   置。